[实用新型]一种路基内部动态回弹模量实时监测装置

说明书

本实用新型公开了一种路基内部动态回弹模量实时监测装置，它解决了现有技术中路基动态模量测试装置结构复杂，测试过程费时费力的问题，具有方便数据采集，安装可长期使用的有益效果，其方案如下：一种路基内部动态回弹模量实时监测装置，包括能插入到路基内的管件和设于路面和路基间的压力传感器，压力传感器测量车辆荷载引起的附加应力，管件端部设置用于测量车辆荷载对应路基变形的位移传感器，压力传感器和位移传感器连接，根据压力传感器和位移传感器测量的数值获得动态回弹模量值。

技术领域

本实用新型涉及路基领域，特别是涉及一种路基内部动态回弹模量实时监测装置。

背景技术

1962年Seed等在研究路基土回弹特性与沥青路面疲劳损坏关系的过程中引入回弹模量的概念。从而，路基土动态回弹模量(简称回弹模量)作为柔性路面力学－经验设计方法中表征路基土力学特性的主要参数之一。

目前道路工程中应用较多的路基回弹模量检测方法主要有现场承载板法、贝克曼梁法、FWD法、瑞利波法等。上述方法中，现场承载板法与贝克曼量法为静态检测方法，所测路基回弹模量为静态模量；FWD法、瑞利波法、所测路基回弹模量为动态模量。

现场承载板法利用承载板对路基逐级加载、卸载，测定各级荷载所对应的回弹变形值，进而求得路基回弹模量。该方法是路基回弹模量测定的标准方法之一，在公路工程中应用广泛。采用现场承载板法检测路基回弹模量的难点在于合理确定试验加载上限，使其与道路路基实际受力和变形特性相一致，从而避免或降低路面设计偏差。此外，现场承载板法较繁琐，效率低，难以满足公路工程中快速检测的需要；该方法所测回弹模量为静态模量，难以完全反映路基在车辆动荷载作用下的变形特性，尤其是高速公路路基在车辆荷载作用下的动力变形特性。

贝克曼梁法是利用弯沉仪测量路面在标准差作用下的回弹弯沉值，通过公式反算求得路基回弹模量。该方法加载方式直观，测点位置改变方便，在公路工程路基回弹模量检测中也得到广泛应用。贝克曼梁法应用中影响因素较多，车轮胎荷载与充气压力、车速、侧头垂直度、测点位置、支点变形、环境因素、人为因素及现场管理等都会对其检测精度带来影响。与现场承载板法一样，贝克曼梁法所测路基回弹模量为静态模量，难以反映路基在行车动荷载作用下的变形特性。

FWD法利用落锤式弯沉仪测量路基在冲击荷载下的动态弯沉值，通过弯沉值反算路基回弹模量。FWD法现场检测时所施加的荷载往往明显大于实际工程中路基可能承受的行车荷载，导致路基发生塑性变形，影响回弹模量测量结果。此外，FWD法现场检测成本较高，设备运输费时、费力。

瑞利波传播速度与传播介质的弹性参数理论关系明确，且在均匀介质中瑞利波传播速度与频率无关，即无频散性，这种基本特性使其可用于路基施工质量检测。

上述各种回弹模量检测方法存在的问题总结如下：反应行车动荷载下的变形测量的整体结构复杂，测量手段繁琐；回弹模量测量结果准确性不高；因此，需要对一种路基内部动态回弹模量实时监测装置进行新的研究设计。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种路基内部动态回弹模量实时监测装置，方便快捷，能长期实时测定路基内动态回弹模量。

一种路基内部动态回弹模量实时监测装置的具体方案如下：

一种路基内部动态回弹模量实时监测装置，包括能插入到路基内的管件和设于路面和路基间的压力传感器，压力传感器测量车辆荷载引起的附加应力，管件端部设置用于测量车辆荷载对应路基变形的位移传感器，压力传感器和位移传感器连接，根据压力传感器和位移传感器测量的数值获得动态回弹模量值。

上述装置，一次安装可长期使用，通过压力传感器和位移传感器的设置，能满足路基内部动态回弹模量长期实时监测的需求，得到的数据结果可用于分析道路受力特性，为高速公路的养护、维修及道路状况的评估提供科学依据，具有广泛的应用前景。